本發(fā)明涉及生物醫(yī)藥,具體涉及sigma1r蛋白或其編碼基因作為治療慢性阻塞性肺疾病靶點(diǎn)的應(yīng)用。
背景技術(shù):
1、慢性阻塞性肺疾病(chronic?obstructive?pulmonary?disease,copd)是一種以對有害顆?;驓怏w的持續(xù)氣道炎癥反應(yīng)為特征的慢性呼吸系統(tǒng)疾病,已成為全球第五大公共衛(wèi)生負(fù)擔(dān)和第三大死亡原因。copd的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,涉及吸煙、環(huán)境污染和遺傳易感性等因素?,F(xiàn)有的治療手段包括藥物治療和非藥物治療。藥物治療包括使用支氣管擴(kuò)張劑、糖皮質(zhì)激素等;非藥物治療包括肺康復(fù)、肺移植或氧療和機(jī)械通氣等。雖然這些療法可以部分緩解癥狀和改善生活質(zhì)量,但無法根治疾病,也難以逆轉(zhuǎn)肺部損傷。目前的copd治療手段以對癥治療為主,缺乏針對疾病本質(zhì)的精準(zhǔn)干預(yù),尤其是對copd中關(guān)鍵分子和致病機(jī)制的靶向調(diào)控有限。此外,大多數(shù)藥物的療效在不同患者中存在顯著差異,且對疾病進(jìn)展和終末期并發(fā)癥的控制力不足。因此,探索新型治療策略迫在眉睫。
2、基因靶向治療是近年來copd研究的前沿方向,通過精準(zhǔn)調(diào)控致病相關(guān)基因的表達(dá),解決現(xiàn)有療法的局限性。相比傳統(tǒng)治療方法,基因靶向治療具有以下顯著優(yōu)勢:1)靶向治療的精準(zhǔn)性:靶向治療的核心在于識別copd的關(guān)鍵致病基因和分子通路,從根源上干預(yù)疾病進(jìn)程。2)改善療效和減少副作用:傳統(tǒng)治療往往影響多個(gè)生理過程,可能帶來全身性副作用?;谥虏』虻陌邢蛑委熌軌蚓珳?zhǔn)作用于病變細(xì)胞,減少對正常細(xì)胞和組織的影響,提高療效的同時(shí)降低不良反應(yīng)。3)個(gè)性化醫(yī)療的實(shí)現(xiàn):基因靶向治療基于患者的遺傳背景和分子特征,提供個(gè)性化的治療方案,更適合copd這種異質(zhì)性較高的疾病。4)減少藥物副作用:傳統(tǒng)藥物往往需要長期使用,副作用顯著,而基因靶向治療可以通過短期干預(yù)獲得長期療效,顯著降低副作用發(fā)生率。5)潛在的疾病修復(fù)能力:一些基因靶向策略不僅能延緩疾病進(jìn)展,還可能通過誘導(dǎo)組織再生或修復(fù)實(shí)現(xiàn)部分功能恢復(fù)。
3、sigma1r是一種由sigma1r基因編碼的具有分子伴侶活性的受體蛋白,目前人們認(rèn)為sigma1r普遍定位在線粒體相關(guān)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜(mitochondria-associated?membranes,mam)上,廣泛分布于中樞神經(jīng)系統(tǒng)及其他組織中。sigma1r作為一種多功能受體,在神經(jīng)保護(hù)、疼痛調(diào)節(jié)、骨代謝等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用潛力。目前尚未有關(guān)于sigma1r在慢性阻塞性疾病治療方面的應(yīng)用報(bào)道。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、(一)解決的技術(shù)問題
2、本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有治療策略的局限性與不足,提供一種sigma1r蛋白或其編碼基因作為治療copd靶點(diǎn)的應(yīng)用。本發(fā)明探究了sigma1r在copd中的表達(dá)情況及其對細(xì)胞程序性死亡參與的copd疾病進(jìn)展的影響。結(jié)果表明,sigma1r在copd患者、大鼠模型及細(xì)胞模型中表達(dá)顯著升高,通過降低其表達(dá)可以顯著降低細(xì)胞程序性死亡,顯著緩解肺功能和肺組織損傷,為治療copd提供了新的治療靶點(diǎn),為制備治療copd藥物提供了依據(jù)。
3、(二)技術(shù)方案
4、為實(shí)現(xiàn)以上目的,本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
5、第一方面,本發(fā)明提供了sigma1r蛋白或其編碼基因作為治療慢性阻塞性肺疾病靶點(diǎn)的應(yīng)用。
6、具體地,我們通過pearson相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn),copd肺基因表達(dá)數(shù)據(jù)集(gse69818)中sigma1r的mrna表達(dá)與copd生物標(biāo)志物mmp1、mmp2和mmp8的mrna表達(dá)之間有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的相關(guān)性,表明sigma1r在copd疾病進(jìn)展中發(fā)揮重要作用;進(jìn)一步地,通過香煙煙霧聯(lián)合反復(fù)細(xì)菌感染的方法建立copd模型大鼠,進(jìn)一步驗(yàn)證了在copd模型大鼠中sigma1r的表達(dá)相比健康大鼠顯著升高,并發(fā)現(xiàn)高表達(dá)sigma1r誘導(dǎo)了自噬、壞死性凋亡和細(xì)胞焦亡的發(fā)生,進(jìn)而造成肺組織損傷,肺功能減弱,基于以上研究內(nèi)容,sigma1r蛋白或其編碼基因具有作為治療copd新靶點(diǎn)的巨大潛力。
7、第二方面,本發(fā)明提供了抑制sigma1r蛋白活性或降低其編碼基因表達(dá)的物質(zhì)在制備治療慢性阻塞性肺疾病藥物中的應(yīng)用。
8、具體地,所述抑制sigma1r蛋白活性或降低其編碼基因表達(dá)的物質(zhì)包括特異性干擾sigma1r編碼基因表達(dá)的小分子干擾rna、或特異性抑制sigma1r蛋白后行或其編碼基因的小分子化合物、或特異性與sigma1r蛋白結(jié)合的抗體或胚體、或中藥提取物苷類活性物質(zhì)。
9、具體地,特異性干擾sigma1r編碼基因表達(dá)的小分子干擾rna包括shrna、sirna、dsrna、mirna。
10、具體地,shrna的核苷酸序列為seq?id?no.1或seq?id?no.2,具體為:
11、shsigma1r#1:tgcagtgggtgttcgtgaatg?seq?id?no.1
12、shsigma1r#2:tacgcagagcttcgtcttcca?seq?id?no.2
13、具體地,特異性抑制sigma1r蛋白或其編碼基因的小分子化合物為bd1047、bd1063、s1ra中的任意一種。
14、具體地,中藥提取物苷類活性物質(zhì)包括淫羊藿苷、人參皂苷rh1、黃芩苷、黃芪甲苷、橙皮苷中的任意一種。
15、具體地,我們通過香煙煙霧聯(lián)合反復(fù)細(xì)菌感染的方法建立了copd大鼠模型,對copd大鼠模型分別給藥sigma1r小分子抑制劑bd1047和淫羊藿苷,與健康大鼠相比,bd1047和淫羊藿苷均實(shí)現(xiàn)對sigma1r特異性抑制,改善copd大鼠肺功能,實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明抑制sigma1r的表達(dá)可以逆轉(zhuǎn)煙霧誘導(dǎo)的自噬、壞死性凋亡及細(xì)胞焦亡參與的copd進(jìn)程,從而達(dá)到治療copd的目的,基于以上研究內(nèi)容,抑制sigma1r蛋白活性或降低其編碼基因表達(dá)的物質(zhì)可作為治療慢性阻塞性肺疾病的新藥物。
16、(三)有益效果
17、本發(fā)明首次發(fā)現(xiàn)sigma1r的mrna表達(dá)與copd生物標(biāo)志物mmp1、mmp2和mmp8的mrna表達(dá)之間有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的相關(guān)性,表明sigma1r在copd疾病進(jìn)展中發(fā)揮重要作用。我們通過香煙煙霧聯(lián)合反復(fù)細(xì)菌感染的方法建立copd模型大鼠,進(jìn)一步驗(yàn)證了在copd模型大鼠中sigma1r的表達(dá)相比健康大鼠顯著升高,這與數(shù)據(jù)分析結(jié)果保持一致,表明sigma1r有作為治療copd新靶點(diǎn)的潛力。
18、在動物實(shí)驗(yàn)中,我們進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)了高表達(dá)sigma1r誘導(dǎo)了自噬、壞死性凋亡和細(xì)胞焦亡的發(fā)生,進(jìn)而造成肺組織損傷,肺功能減弱;為此,我們對copd大鼠模型分別給藥sigma1r小分子抑制劑bd1047和淫羊藿苷,發(fā)現(xiàn)了sigma1r抑制劑或者ica都能明顯改善copd模型大鼠的肺功能。與健康大鼠相比,copd模型大鼠肺組織中的sigma1r、自噬和壞死性凋亡相關(guān)蛋白(beclin-1、atg5、p-rip3和p-mlkl)表達(dá)水平顯著升高,在經(jīng)過ica或bd1047處理后可逆轉(zhuǎn)上述蛋白表達(dá)水平變化。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明了上述結(jié)論,cse誘導(dǎo)a549細(xì)胞后,明顯增加了a549細(xì)胞中sigma1r、自噬和壞死性凋亡相關(guān)蛋白的表達(dá),在抑制sigma1r的表達(dá)后可以逆轉(zhuǎn)煙霧誘導(dǎo)的自噬、壞死性凋亡及細(xì)胞焦亡參與的copd進(jìn)程,從而達(dá)到治療copd的目的。
19、總而言之,我們證明了通過靶向抑制sigma1r調(diào)控的細(xì)胞程序性死亡能夠成為治療copd的新療法。sigma1r可作為治療copd的新靶點(diǎn),抑制sigma1r蛋白活性或降低其編碼基因表達(dá)的物質(zhì)可作為治療慢性阻塞性肺疾病的新藥物進(jìn)行開發(fā)研究。